Question

19．在測定電流表內(nèi)阻的實驗中，備用的器材有：
a．電流表G（量程100μA）
b．電阻箱1（阻值范圍0～9999Ω）
c．電阻箱2（阻值范圍0～99999Ω）
d．電源E₁（電動勢2V，有內(nèi)電阻）
e．電源E₂（電動勢6V，有內(nèi)電阻）
f．滑動變阻器R（阻值范圍0～50Ω，額定電流1.5A）
g．開關(guān)S₁和S₂，導線若干
（1）如果采用如圖所示的電路測量電流表G的內(nèi)阻，并且要得到較高的精確度，那么從以上備用的器材中，可變電阻R₁應選用c，可變電阻R₂應選用b．電源E應選用e．（用字母代號填寫）
（2）如果實驗時要進行的步驟有：
A．合上S₁
B．合上S₂
C．觀察R₁，的阻值是否最大，如果不是，將R₁的阻值調(diào)至最大
D．調(diào)節(jié)R₁的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度
E．調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半
F．記下R₂的阻值
把以上步驟的字母代號按合理順序填寫在橫線上：CADBEF．
（3）如果在步驟F中記下的R₂的阻值為600Ω，則被測電流表的內(nèi)阻R_g的測量值為600Ω．測量值比真實值偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”）．
（4）按（3）中測量的結(jié)果，把電流表改裝成量程為3V的電壓表，應串聯(lián)的電阻阻值為29.4kΩ．

Answer 1

分析 本實驗通過半偏法測量電流表G的內(nèi)阻，抓住整個電路電流要基本保持不變，確定選擇的器材．并聯(lián)電阻后總電流變大，故通過并聯(lián)電阻的電流大于電流表的電流，則其電阻小于電流表的內(nèi)阻，即R′小于真實值，所以這種方法測出的電流表的內(nèi)阻Rg比它的真實值偏�。�
改裝成電壓表要串聯(lián)電阻，阻值為R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g．

解答 解：（1）首先我們要知道半偏法測量電流表內(nèi)阻的方法以及測量原理：
如圖，設電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，S₂打開時，設電流表滿偏電流為：I_g=$\frac{E}{r{+R}_{1}+R}$，
實驗要求R₁＞＞R_g，R₁＞＞r，這樣才有I_g≈$\frac{E}{{R}_{1}}$，
當S₂閉合時，R₂和R_g并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R_并＜R_g＜＜R₁，這樣才有S₂閉合后，電路中總電流幾乎不變，仍然近似等于$\frac{E}{{R}_{1}}$，
調(diào)節(jié)R₂使電流表半偏為$\frac{1}{2}$I_g，
所以流過R₂的電流也為$\frac{1}{2}$I_g，所以R₂=R_g． 從上述原理可知，S₂打開與閉合，近似認為干路中電流不變，前提是R₁＞＞R_g．
故實驗器材選擇應滿足①電源電動勢盡可能大，②R₁盡可能大．所以R₁選用大量程的電阻箱c，R₂選用量程跟電流表內(nèi)阻差不多的即可，選b，電源選用電動勢較大的e．
（2）根據(jù)半偏法測量原理，則操作步驟為：按圖所示的電路圖連接好電路；將R₁的阻值調(diào)到最大；合上S₁；調(diào)節(jié)R₁的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；合上S₂；調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半；記下R₂的阻值．
實驗步驟的合理順序是CADBEF．
（3）由上分析可知，當F中記錄的R₂阻值為600Ω，則被測電流表的內(nèi)阻r_g的測量值也為600Ω；
當S₂閉合時，R′和R_g并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R_并＜R_g，而電阻R不變，所以S₂閉合后的干路電流比閉合前的總電流要大，即電流大于I_g，
而此時電流表支路的電流等于$\frac{1}{2}$I_g，那么R′支路的電流要大于$\frac{1}{2}$I_g，那么其電阻肯定要小于R_g．所以，用此方法測量的電流表內(nèi)阻的測量值比真實值要偏�。�
（4）把電流表改裝成電壓表，需要串聯(lián)一個分壓電阻，電阻阻值：R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{0.0001}$-600=29.4kΩ
故答案為：（1）c，b，e；（2）CADBEF；（3）600，偏�。唬�4）29.4

點評 本題考查半偏法測電流表內(nèi)阻的原理和電壓表的改裝原理以及改裝表的校對，難點是對半偏法測電流表內(nèi)阻原理的解釋．